4.2.2排水固结 概述 排水固结法是对天然地基,或先在地基中设置砂井(袋装砂井或塑料排水带)等竖向排 水体,然后利用建筑物本身重量分级逐渐加载:或在建筑物建造前在场地先行加载预压, 使土体中的孔隙水排出,逐渐固结,地基发生沉降,同时强度逐步提高的方法。该法常用 于解决软粘土地基的沉降和稳定问题,可使地基的沉降在加载预压期间基本完成或大部分 完成,使建筑物在使用期间不致产生过大的沉降和沉降差。同时,可增加地基土的抗剪强 度,从而提高地基的承载力和稳定性。 实际上,排水固结法是由排水系统和加压系统两部分共同组合而成的 排水系统是一种手段,如没有加压系统,孔隙中的水没有压力差就不会自然排出,地 基也就得不到加固。如果只增加固结压力,不缩短土层的排水距离,则不能在预压期间尽 快地完成设计所要求的沉降量,强度不能及时提高,加载也不能顺利进行。所以上述两个 系统,在设计时总是联系起来考虑的 排水固结法适用于处理各类淤泥、淤泥质土及冲填土等饱和粘性土地基。砂井法特别 适用于存在连续薄砂层的地基。但砂井只能加速主固结而不能减少次固结,对有机质土和 泥炭等次固结土,不宜只采用砂井法。克服次固结可利用超载的方法。真空预压法适用于 能在加固区形成(包括采取措施后形成)稳定负压边界条件的软土地基。降低地下水位法、 真空预压法和电渗法由于不增加剪应力,地基不会产生剪切破坏,所以它适用于很软弱的 粘土地基。 2、加固机理 (1)堆载预压加固机理 预压法是在建筑物建造以前,在建筑场地进行加载预压,使地基的固结沉降基本完成 并提高地基土强度的方法 在饱和软土地基上施加荷载后,孔隙水被缓慢排出,孔隙体积随之逐渐减少,地基发 生固结变形。同时随着超静水压力逐渐消散,有效应力逐渐提高,地基土强度就逐渐增长。 在荷载作用下,土层的固结过程就是超静孔隙水压力(简称孔隙水压力)消散和有效应 力增加的过程。如地基内某点的总应力增量为Δσ,有效应力增量为Δσ′,孔隙水压力增 量为△u,则三者满足以下关系: Ag'=Ao-Au 用填土等外加荷载对地基进行预压,是通过增加总应力Δσ并使孔隙水压力Δ消散而增加15 4.2.2 排水固结 1、概述 排水固结法是对天然地基，或先在地基中设置砂井(袋装砂井或塑料排水带)等竖向排 水体，然后利用建筑物本身重量分级逐渐加载；或在建筑物建造前在场地先行加载预压， 使土体中的孔隙水排出，逐渐固结，地基发生沉降，同时强度逐步提高的方法。该法常用 于解决软粘土地基的沉降和稳定问题，可使地基的沉降在加载预压期间基本完成或大部分 完成，使建筑物在使用期间不致产生过大的沉降和沉降差。同时，可增加地基土的抗剪强 度，从而提高地基的承载力和稳定性。 实际上，排水固结法是由排水系统和加压系统两部分共同组合而成的。 排水系统是一种手段，如没有加压系统，孔隙中的水没有压力差就不会自然排出，地 基也就得不到加固。如果只增加固结压力，不缩短土层的排水距离，则不能在预压期间尽 快地完成设计所要求的沉降量，强度不能及时提高，加载也不能顺利进行。所以上述两个 系统，在设计时总是联系起来考虑的。 排水固结法适用于处理各类淤泥、淤泥质土及冲填土等饱和粘性土地基。砂井法特别 适用于存在连续薄砂层的地基。但砂井只能加速主固结而不能减少次固结，对有机质土和 泥炭等次固结土，不宜只采用砂井法。克服次固结可利用超载的方法。真空预压法适用于 能在加固区形成(包括采取措施后形成)稳定负压边界条件的软土地基。降低地下水位法、 真空预压法和电渗法由于不增加剪应力，地基不会产生剪切破坏，所以它适用于很软弱的 粘土地基。 2、加固机理 (1)堆载预压加固机理 预压法是在建筑物建造以前，在建筑场地进行加载预压，使地基的固结沉降基本完成 并提高地基土强度的方法。 在饱和软土地基上施加荷载后，孔隙水被缓慢排出，孔隙体积随之逐渐减少，地基发 生固结变形。同时随着超静水压力逐渐消散，有效应力逐渐提高，地基土强度就逐渐增长。 在荷载作用下，土层的固结过程就是超静孔隙水压力(简称孔隙水压力)消散和有效应 力增加的过程。如地基内某点的总应力增量为  ，有效应力增量为  ，孔隙水压力增 量为 u ，则三者满足以下关系：   =  − u 用填土等外加荷载对地基进行预压，是通过增加总应力  并使孔隙水压力 u 消散而增加